Hidrojen sülfürün elementel kükürde seçici oksidasyonu için Ni, V, Ce içeren katalizörlerin geliştirilmesi
Development of catalysts containing Ni, V, Ce for the selective oxidation of hydrogen sulfur to elemental sulfur
- Tez No: 233900
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SENA YAŞYERLİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2008
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 144
Özet
Claus prosesi termal oksidasyon ve katalitik reaksiyon basamaklarından oluşan elementel kükürt eldesi için kullanılan eski bir yöntemdir. Katalitik basamaktaki termodinamik kısıtlamalardan dolayı yüksek kükürt verimine ulaşılamamaktadır. Bununla birlikte, H2S'ün tek basamak seçici katalitik oksidasyon reaksiyonunda termodinamik kısıtlamalar yoktur. Bu çalışmada, H2S gazının elementel kükürde seçici oksidasyonunda kullanılabilecek, yapısal olarak kararlı, aktif katalizör geliştirilmesi çalışmaları yürütülmüştür.Ni, V, Ce metallerini içeren katalizörler kompleksleştirme (Ni-O, Ni-V, Ni-Ce) ve MCM-41 malzemesine emdirme (Ni@MCM-41, Ni-V@MCM-41, Ni-Ce@MCM-41, Ce-V@MCM-41) olmak üzere iki farklı yöntem ile hazırlanmıştır. Bütün katalizörlerde karışık metal oksitler için eşmolar oran kullanılmış ve MCM-41 destekli katalizörler toplam metal konsantrasyonu kütlece %15 olacak şekilde hazırlanmıştır. Ayrıca, kütlece %10 ve %20 konsantrasyona sahip Ce-V@MCM-41 katalizörler de hazırlanmıştır. Katalizörlerin yapısal ve fiziksel özelliklerinin belirlenmesi amacıyla karakterizasyon çalışmaları (XRD, BET, Hg-porozimetresi, EDS, SEM, TPR, XPS) yürütülmüştür. Ni-V katalizörünün XRD analizinde Ni2V2O7 karışık metal oksit yapısı belirlenirken Ni-V@MCM-41 katalizöründe MCM-41 yapısına ve metallere ait pikler görülmemiştir. Kompleksleştirme yöntemiyle hazırlanan katalizörlerde yüzey alanı 7-45 m2/g arasında değişirken, MCM-41 destekli katalizörlerde yüzey alanı değeri yaklaşık 10 katı yüksek bulunmuştur. Çalışmanın son aşamasında, Ce-V@MCM-41 katalizörlerinin H2S'ün seçici oksidasyonundaki katalitik aktiviteleri, dolgulu yatak reaktör sisteminde, 200-300 0C sıcaklık aralığında test edilmiştir. Kütlece %15 metal içeren Ce-V(15)@MCM-41 katalizörü 250 0C'de en etkin katalizör olarak belirlenmiştir. Oksidasyon reaksiyonu sonrasında, Ce-V(15)@MCM-41 katalizörünün CeVO4 yapısında değişim olmadığı XRD analizi ile belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
The Claus process, an old method for sulfur recovery, includes thermal oxidation and catalytic reaction steps. In this process high sulfur recovery can not be achieved because of equilibrium limitations in catalytic reaction step. However, in a single step selective catalytic oxidation of H2S, there is no equilibrium limitation. In this study, development of active and selective catalyst for selective oxidation of H2S to elemental sulfur was investigated.Catalysts containing Ni, V and Ce were synthesized by the complexation method (Ni-O, Ni-V, Ni-Ce) and by impregnation of both these metals into MCM-41 material (Ni@MCM-41, Ni-V@MCM-41, Ni-Ce@MCM-41, Ce-V@MCM-41). Equimolar ratio of metals was used for all mixed metal oxides and total metal concentration was kept as 15% wt in MCM-41 supported catalysts. Ce-V@MCM-41 catalysts at different metal concentrations (10% and 20%) were also prepared. Catalysts synthesized in this work were characterized by XRD, BET, Hg-porosimeter, SEM, EDS, TPR and XPS measurements. XRD patterns of Ni-V catalyst prepared by the complexation method showed Ni2V2O7 crystalline phase while there was no peak corresponding to Ni and V metals in Ni-V@MCM-41 catalyst. BET surface areas of the catalysts prepared by the complexation method between 7-45 m2/g. In the case of MCM-41 supported catalysts, surface areas were significantly increased (ten times higher than the catalysts prepared by the complexation method). In the last step of this study, catalytic activities of Ce-V@MCM-41 catalysts in the selective oxidation of H2S were tested in a fixed bed reactor at temperatures between 200-300 0C. Ce-V(15)@MCM-41 catalyst was found to be the most active catalyst at 250 0C. XRD patterns of Ce-V(15)@MCM-41 catalyst showed that there was no change in CeVO4 crystal form of this catalyst after the oxidation reaction.
Benzer Tezler
- Desulfurization of biogas using a membrane bio-scrubber
Biyo-membran gaz sıyırıcı ile bıyogazdan hidrojen sülfürgazının uzaklaştırılması
EBRAHIM TILAHUN MOHAMMED
Doktora
İngilizce
2018
Çevre MühendisliğiMarmara ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BARIŞ ÇALLI
PROF. DR. ERKAN ŞAHİNKAYA
- Saray (Tekirdağ) ve Pınarhisar (Kırklareli) kömürlerinin sülfür ve iz element içeriğinin kökeni ve kömürlerin çevresel etkisinin hidrojeokimyasal açıdan değerlendirilmesi
The origin of the sulfur and trace elements of the Saray (Tekirdağ) and Pinarhisar (Kirklareli) coals and evaluation of environmental effects on hydrogeochemistry
CEMİLE ERARSLAN
Doktora
Türkçe
2018
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YÜKSEL ÖRGÜN TUTAY
- Investigation of PD-CU alloying application in pd-based dense metallic membranes with h2 and sulfur interaction
Pd temelli yoğun metalik membranlarda PD-CU alaşım uygulamasının H2 ve kükürt etkileşimi ile beraber incelenmesi
GÜL GÜRLER
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GAMZE GÜMÜŞLÜ GÜR
- Fermentasyon endüstrisi atıksularında denitrifikasyon prosesi ile H2S kontrolü
Control of H2S by denitrification process in fermentation industry wastewater
ESRA CAN DOĞAN
Doktora
Türkçe
2008
BiyoteknolojiKocaeli ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. AYLA ARSLAN
- Bakır indiyum sülfür ince filmlerinin sprey piroliz yöntemiyle üretilmesi ve fotoelektrokimyasal güneş pili uygulamalarında kullanımı
Copper indium sulfide thi̇n film production with spray pyrolysis and its usage in photoelectrochemical cells
EMRE YARALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Mühendislik BilimleriTOBB Ekonomi ve Teknoloji ÜniversitesiMikro ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NURDAN DEMİRCİ SANKIR